电泳基础说明(中文)

1、电泳涂料基础说明资料 2008.08.23,湖南关西汽车涂料有限公司 防锈材料技术部,内容 :,第章:电泳的介绍 第章:电泳涂膜析出的机构 第章:电泳工序中的重要管理项目 第章: 槽液特性值的控制 第章: 涂装线条件的监控 第章: 在阴极涂装中一般的涂膜不良项目,第章:电泳的介绍,是ELECTRO-DEPOSITION缩写 也有称做 ELECTRO COAT 和E-COAT的。,1. 何谓电泳涂装、ED?,分散在水中的电泳涂料、以不溶于水的状态、 在被涂物表面电析出，形成均一的涂膜。,电泳涂料能够析出在所有的金属表面、所有的外板及 涂装困难的内部构造。,2. 电泳涂料的适用范围,汽车车体（轮车

2、体、轮车体） 汽车零件（车体零件、转向、刹车片部品） 工业用产品（轮车架、油箱、家电产品） 器具、机械（农耕机具、工作机械、其他） 建筑构造物（铁筋、金属部分材料） 钢铁产品 其他（导电性被涂物）,环保性,3. 关于电泳涂装的长处,完全自动化,涂膜均一性,通过调整电压、可以取得目标的涂装膜厚。,火灾的危险性极低,高装饰性,能节省人力,高经济性,高泳透力 能均一地涂着于被涂物表面、并付与高防锈性 涂装効率高 通过使用UF系统可以高效回收涂料固体份,是水分散塗料、溶剤含量极低 * 但、也要注意在电泳槽中产生的氢气（阴极）、氧气（阳极）为易燃气体,膜厚均一、涂面平滑、不易发生再溶解、痱子等现象,溶剤

3、含量低、配方中不含铅鉛、铬等有害重金属 涂装効率高、回収効率高减少浪费、损失,第章:电泳涂膜析出的机构,1.0 浴涂料中的主要构成成分 添加剂N (中和剂) 添加剂S (水溶性溶剂) 纯水 (DIW),阴极的化学反应: 还原反应 (在被涂物表面) 阳极的化学反应 : 氧化反应 (在电极表面),F1,F2,DIW,添加剂 N,添加剂S,R-NH2,F1 (顔料类) F2 (树脂类),2 H2O + 2 e- - H2 + 2 OH-,2 H2O - 4H+ + O2 + 4e-,R-NH3+ + OH- - R-NH2 + H2O (R: 树脂),2.0 阴极电泳涂料的析出机构 :,3. 一般的

4、电泳涂装工序,第1阶段: 前处理工序,第2阶段: 电泳工序,第3阶段: UF 回収、水洗工序,第4阶段:干燥/烘烤,第章:电泳工序中的重要管理项目,电泳工序中的控制项目 浴管理及设备保养的必要性,电泳浴涂料的控制* 设备的保养管理 自动控制 (连续运转条件),涂料特性BATH PAINTS PROPERTIES 涂膜性能FILM PROPERTIES *补给涂料及添加剂的控制,涂料循环搅拌 UF系统 温调系统 隔膜系统 其他（纯水再生装置、其他）,第章:槽液特性值的控制,1.1 电泳特性値间的相互关系,1.2 NV 值, ASH 值, MEQ 值的计算方法,计算方法 : A.) 固体份浓度 (

5、NV 值). B.) 恢份(ASH值),Notes : W0 : 皿重量 W1 : 样品重量 W2 : 烘烤后重量 R0 - 皿重量 R1 - 样品重量 R2 - 烘烤后重量,NV (%) = 重量 (烘烤后) 100% 样品重量,ASH (%) =重量 (烘烤后) 100% 样品的固体份重量,NV(%) = （W2 - W0） 100% W1 - W0,ASH (%) = （R2 - R0） 100% (R1-R0) NV/100,C.) MEQ（酸含量）MEQ = 100g 样品固体份 中的酸重量 (mg) 100酸的分子量,适用例 : 假定 ED槽的大小 = 約8 m3 (浴特性为NV=

6、17% ; ASH=11 %的时候),（注意）添加剂的添加方法 (投入电泳槽时) :,a.) 确认电泳槽的表面在流动,b.) 罐要用约分钟漫漫投入,NV,ASH,MEQ上記設定異場合得,.) 詳細説明,法 称量约涂料放入右图所示的器皿中，再把其放入的烘箱中加热。小时后取出放置于干燥器中分钟，在室温下冷却后，再次秤量，求出器皿中残留量，按下面公式算出固体份。 ：乾燥後重量 ：乾燥前重量,加熱残分；NV(%),与法相同，干燥时间和干燥温度不同的方法。 干燥温度：干燥时间：1小时,法,.) 詳細説明,使用测定。此时的涂料温度应为。,试验仪器的日常点检要领,；pH値,（）电极的洗净方法 每次测定时，在

7、洗净液中涮动，再用纯水冲洗后，用纱布等轻轻拭干水份。洗浄液：BC稀释剂90%的醋酸表面活性剂纯水,（）仪器的校正方法 每天使用标准溶液（H,）进行较正。 标准溶液的更新回月，（保存与密闭容器中）,（）电极的更换时期（更换标准） 即使用标准溶液校正了，仍会有0.5的误差，洗净后不能恢复时 为自校型时，出现错误表示，洗净后不能恢复时,（）其它 电极内部溶液（溶液）减少了，就要随时补加， 每月次或按目标测定次数（次）全量更换。,.) 詳細説明,使用电传导度测定装置测定。此时的涂料温度应为。,试验仪器的日常点检要领,；比电导度,（）电极的洗浄方法 每次测定时，在洗耳恭听净液中涮动，再用纯水冲洗后， 用

8、纱布等轻轻拭干水份。 洗浄液：BC稀释剂90%的醋酸表面活性剂纯水,（）仪器的校正方法 在条件下把电极浸泡在调整好的标准溶液(0.01N l溶液) 中轻轻涮动，祛除容器中的气泡。 之后，把比电导度设定值调整至1409(/cm)。 校正后以测定次样品为目标值。,（）电极的更换时期（更换标准） 用标准溶液校正的设定值1409(/cm)与新品时的设定值 相比无法达到范围时更换。,（）其他 由于比电导度受温度影响很大，所以在使用检定后的水银温度计的时候 应在达到指定温度后立即测定。,5-1涂装线条件的控制指南:,另外、由于pH值及比电导度的特性值、贵方不能独立控制。异常时请与涂料厂家联络。,另外、pH

9、和比电导度特性值虽然不能直接控制、但是也需考虑以下原因。 异常值出现时需再测定、同时与涂料厂家联络。,A. 浴温上升,5-2 紧急时的对应对策 :,涂料的上限温度、是依存于涂料状态和期间的；概念上为35 界限条件 : 3 日 4 日 (7 日 14 日),对应；由于发生膜厚下降需添加溶剤 ；由于在高温条件易发生涂料凝集需过滤 另外通常, UF system 设定为在上限温度下停止 (*) 涂料状态: 1) 熟化中 (含有高溶剂时) 2) 低MEQ 管理时 3) 高浓度离子混入时Na,Fe,PO4,Zn,Cu等,最坏的状态; 6 hrs 12 hrs . 非常危险的状态 ! 即使在冷冻机加入冰、

10、也需采取冷却对应,B. 停止搅拌,为了除去颗粒实施连续的循环搅拌和用过滤器过滤是有効的 （注意：假如过滤装置堵塞时、需即刻更换新品） 以上的过滤器効果很小。推荐使用的 ASH值可通过添加F-1 (Pigment)色浆来补充修正。,搅拌一度停止的话、就会引发顔料沉淀、产生渣子、颗粒而影响涂膜。,假如循环搅拌停止小时以上时、生产前需做如下的 再攪拌；,需在正式生产前循环搅拌2hrs 4hrs 需循环搅拌6hrs 12hrs 需循环搅拌12hrs 24hrs,产生颗粒时的对策:,C. 长期连休时的对应,为了防止溶剂挥发可降低涂料温度 Std. 282526 为了防止顔料沉淀开启所有的泵，和配管系统的

11、循环 水洗区也间歇式喷淋、实施常时搅拌。 防止干燥、产生颗粒 废弃水洗液和滤液时，需与涂料厂家商量。 连休中也要定期的点检涂料温度涂料循环液面水平 作好记录。 修理和施工时尽量防止污染、渣子混入。 为了防止涂料泄露、关闭全部的下排阀门 涂装线再次运转前、根据涂料厂家的浴管理补加 添加剂等实施涂料的调整。,D. 超低速 T.O 生产时的对策,低速 TO生产时的对策； a. UF 滤液的移送 b. 添加剂,目的；防止溶剂的挥发 超低速 TO生产时, UF水洗区从最初就只投入DIW 而不加入滤液。 如果NV在目标值以上时、补充适当的DIW 多余部分直接排放。（批量式水洗液更新）,目的；保持涂料稳定性

12、 超低速以及低速TO生产时、为了保持涂料品质 把添加剂N 和添加剂S投入主槽中流速快的地方。 投入量依照涂料厂家根据浴管理結果予以联络的数量。,c. NV 管理 d. 温度管理 e. 排气鼓风机的管理 其他,超低速、低速T.O生产时、为了保持膜厚需把溶剤量维持在目标值。 此时、在通过涂料补给使NV从下限徐上升。 推荐管理方法、最小限度添加溶剤来达到预期的効果。,不运转时涂料浴温保持在25-26、把溶剂的挥发控制在最小限至关 重要。因此可减少溶剂的添加量。 生产时恢复至27-28、生产前的温度管理（温度上昇）很必要。,为了防止罐中溶剂的挥发停止排气的鼓风机将很有効。,电泳槽上部用塑料布罩起、关闭

13、电泳间的门、再把UF水洗系统 实施间歇性喷淋可有效防止溶剂的挥发。,D. 超低速 T.O 生产时的对策,第章: 在阴极涂装中的一般性的不良项目,污染性 (灰尘, 杂离子) 次流挂性 水痕性 干痕发花性 泡痕性 发生颗粒 缩孔、凹瘪 GA针孔 油缩孔性 其他,*如果、电泳浴特性和设备条件 未能实施最佳且最适合的管理 的话、要想预防涂装不良就很 困難了。,电泳涂料的品质维持（总结）,电泳涂料的品质维持,电泳设备的保护、管理,电泳涂料、涂装设备的 日常管理法,（）涂料状态的日常管理,要想看清电泳槽液是否在正常的管理，有必要定期记取数据，观察各管理项目是否在管理基准内并做出图示，用以判断。 此外，电泳

14、涂料需涂装成涂膜后方可对其品质的优劣进行评价，关于涂装品质（外观、膜厚、其他）大致可以从槽液状态推测出来，所以应充分理解掌握各管理项目的管理目的。,）颜料份、灰份,浴管理试验中最重要的项目；,）加热残份、固体份,是最重要的管理项目。如能按照每天的生产（涂装面积）定期实施涂料补给的话,既能实现基准内管理又能使其他管理项目稳定。,是影响涂膜阻抗和热流动性（泳透力、缩孔抵抗性等）的管理项目。 通常涂料补给比率（）一定的话，应为可稳定管理的项目， 但发现出现长期上升或下降倾向时就有必要临时调整的补给量， 使其回到正轨。,（）涂料状态的日常管理,影响涂料稳定性的管理项目，是树脂的水溶化剂（中和剂） 如果

15、不足的话、树脂和颜料的分散性低、容易引发产生渣子和堵塞膜等 问题。 相反、如过高、则Coulomb效率（电泳效率）低、可能引起防锈钢板 （钢板）上产生针孔问题。 浴涂料值一般在”弱酸性”领域4范围、因为无法定量地把握 涂料中的酸浓度、所以就成为更重要的管理项目。 从浴管理试验结果判断、MEQ低时不足部分添加添加剂N补正。,浴管理试验中最重要的项目；,） 酸浓度,（）涂料状态的日常管理,与相同、是影响涂膜抵抗值和热流动性的管理目的、关于其数值的多少 当然与成相反的关系。 溶剂量上升涂膜抵抗值就下降、热流动性也降低。 通常、溶剂量过多的问题非常少见、大体上溶剂量减少时会发生外观 （平滑性）的低下问

16、题和、膜厚不足问题等。 生产量少（速度慢）时、根据浴管理试验结果判断不足部分的溶剂添加 添加剂S补正。,浴管理试验中最重要的项目；,）溶剂量,（）被涂物涂装品质的日常管理,汽车部品maker的ED担当者原则上实行每天（每班）管理、定期Check涂料供给 （至少1次周）。 在Line上、因为潜在有各种各样引发不合适的因素、所以即使浴管理试验结果无异常、 被涂物品质也有发生异常的时候。,评价被涂物垂直部位及水平部位、涂面平滑性的同时、 把涂膜欠缺（缩孔、凹瘪、颗粒、其他）的发生状况记录管理表中。 此时、评价基准不可因实施确认的技术员而有所不同。,除了上述成膜性确认部位以外、被涂物外板、内部（内板部

17、）也要测定记入 管理表。,）成膜性,）膜厚,（）电泳涂装设备（运转状态）的管理,担当电泳涂装线的技术员、有必要事先调查各涂装设备工艺把握、弄清其是否正常运转。 如前述、即使浴管理试验结果无异常、被涂物品制也有异常时大半是设备、工艺方面引起的 异常。,浴涂装状态进行正常管理的话、则涂装电压一定、且峰值电流值 也每天大体相同。但是、生产复数制品时按主要制品的峰值电流值进行 管理更易把握异常。,每个月使用电流表、测定各隔膜电极的峰值电流值。确认隔膜的堵塞 状态和电极的腐蚀状态 至于阳极液需定期确认、纯水使用量、比电导度、阳极罐内藻类物质生长状态 各隔膜电极的阳极液循环状态。有时有必要投入抗菌剂。,）

18、整流器涂装电压、峰值电流值,）隔膜电极和阳极液,（）电泳涂装设备（运转状态）的管理,在确认隔膜电极的峰值电流值时、同时测定。 算出隔膜电极底部电极（裸电极时）的电流比率、把握隔膜效率。,在记录各精密过滤装置的微米率和更换时期的同时 确认压差（入口压出口压）。更换时实施过滤器容器底部点检。 滤蕊以Kgcm2、过滤袋以 Kgcm2更换目标。 压差在此以上时、会由于电泳槽内循环量降低、而引起颜料沉淀 其结果导致产生渣子。,在喷淋水洗系统中、要确认喷淋压力及发泡状态。 从水洗罐中溢出泡沫时、确认降低喷淋压力的效果、不充分的话 侧面喷嘴变更为球型雾化型式。 另外、停线时（中长期）、对各喷嘴堵塞状态实施保

19、养。,）底部电极,）精密过滤装置,）水洗状态,（）电泳图装设备（运转状态）的管理,磷化处理被膜品质用目视很难判断、其确认手法很重要。 因为钢板自身不良（异常）也会电泳后体现、而对品质带来影响、因此正确 判断钢板和磷化处理状态是有必要的。 通常、磷化处理不良原因不明时、容易与电泳不良相混淆。,用流量计确认滤液量（分）和外观（混浊程度）。有可能的话 分别确认每个UF膜数据。更换新品时、记录更新时期。,确认各区域（、）的温度（设定实际）。 定期实施测温、把握各部位、最难升温部位的温度时间特性。 为决定各涂料系统最适合的烘烤条件（温度、时间）和、最低温度 有必要进行满足那种条件的设定。,）装置,）干燥

20、炉,）磷化处理工序（主要工序）的管理,（）关于实际的管理、检查、报告业务的流程,御社検査、点検項目 品質管理 日常塗料管理 保守、点検、修理他,湖南関西実施項目 塗料浴管理、品質点検 設備点検、他,御社 G-MAX殿,Leader,御社ED担当者,御社ED担当者,湖南関西 ED担当者,湖南関西 ED担当者,湖南関西 技術課長,日本関西 技術部長,数据的协议,湖南関西 日本関西,商 谈 事 宜,商 谈 事 宜,线上实际情况互相沟通,在电泳涂装过程中容易发生的 具体的涂膜不良现象和其防止方法,Gas pinhole 问题,正常涂面,Gas pinhole发生 （边缘处多发）,在电泳涂装过程中容易发

21、生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,以下的不适合、属电泳涂装中典型的不适合现象、这些都是可以用充分的日常管理（设备、涂料） 来防止发生的、不是本公司电泳涂料容易发生的现象。,次流挂问题,接口处,液体流挂痕迹,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,水滴痕迹问题,水滴附着等,烘烤后,素材,烘烤前电泳涂膜,皮膜粗糙等,素材,烘烤后电泳涂膜,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,干痕问题,析出涂膜的干痕,正常涂膜 （无干痕）,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,泡痕问题,附着气泡等,烘烤后,素材,泡痕,素材,烘烤后电泳涂膜,素材,电泳析出后

22、,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,通入颗粒问题,电泳后,素材,素材,电泳,磷化sludge的附着,形成颗粒,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,缩孔、凹瘪(Cratering)问题,【凹瘪】,直径为1以下的 小凹瘪现象,【缩孔】,直径为13的 大凹瘪现象,素材,电泳,素材,电泳,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,在电泳涂装过程中容易发生的具体的涂膜不良现象和其防止方法,Contamination问题,Alkaline物质的附着等,电泳后,素材,素材,电泳,+,Trouble Shooting 造成涂膜不良的要因图,造成涂膜

23、不良的要因图,如左图、Pinhole是指涂膜上产生像用针扎了一下后留下小凹瘪的现象。Crater大多在那个凹瘪中心部位有核状异物。但大多时候其区别不明显且其现象即使如Pinhole、也有各种各样的原因存在。,）Pinhole,（Pinhole）,（Crater）,ED涂膜,造成涂膜不良的要因图,） Pinhole,电泳涂料,浴涂料管理,电泳设备,被涂物、环境,夹杂离子多库仑收量低,涂料劣化(过熟化),NV低,浴温低,溶剂少,涂有保护材 料部分里面,颜料多,涂膜阻抗高,补给涂料管理,搅拌,表面处理、素材,脱脂,皮膜重量(C/W),结晶粒子粗大、发花,黄锈,夹杂离子、污染 （水洗不足）,被涂物局部

24、,空气袋部分,表面处理后的 放置条件,板厚部分里面,时间,气温,通电方式,溶剂少,针 孔,极比,被涂物温度（低）,电压,各种干涉条件,涂膜在溶解,急剧升温产生的痱子,极间距离,造成涂膜不良的要因图,）次流挂、痱子,车体构造上、有把3张钢板点焊在一起的结合部分。由于这些结合处水洗的补充分、后被涂物上附着的浴涂料一部分残存于结合处。这些残存涂料在烘烤过程中徐徐渗出、或者、急激喷出、在烘烤过程中落差到结合处及其下方的涂膜上、产生变色、痱子、泡泡状的皮膜粗糙现象。,一般对策 （）结合部、水洗不充分的地方重点水洗。 （）在有滴水部位安装接收槽。 （）重点进行air blow或者、用sponge实施wip

25、ing （）确保水洗后setting时间 （）水洗液、浴涂料低,不具合特性要因図,水洗条件,塗料,间隙 浸入性,数量,二次流挂 痱子,组成,riser,设备,水压,Nozzle,浸洗液浓度,Air blow,时间,Setting,浴浓度,溶剂,添加剂,树脂,被涂物,形状,吊角度,）次流挂、痱子,液体漏出性,水洗液温度,涂料表面张力,钢板结合处,摇动,Trouble Shooting 各道工序的不良对应,调整水洗压力,形状,量,调整极比,极方向,调整水洗压力,形状,量,调整油水分离条件,调整电压,时间,温度,调整间歇运转,泵压,循环量,调整脱脂,表调,化成条件,调整流挂落下,Carry over,调整filter mesh,valve开度,调整Filter mesh,valve开度,提高最终纯水量,水质,调整前处理敏感性,调整涂膜阻抗,CY,水洗水凝结性,调整析出性,调整槽液特性,溶剂量,UF适应性,调整耐油缩孔性,调整颜料沉淀性,涂料稳定性,发泡性,消泡性,设备,涂料,脱脂 化成条件,设备关系,材料关系,脱脂性,(Point,Oil%),铁粉,(除去性),水洗性,夹杂Ion,(Na,Fe,),表调条件,(更新法 水质),化成性,(CW,),Sludge,湿润性,1)铁颗粒 Sludge颗粒,2)Ion carry over, 性能 皮膜低